Цифрові технології

Топологія цифрового процесора

Цифрові технології ( англ. Digital technology ) Засновані на уявленні сигналів дискретними смугами аналогових рівнів, а не у вигляді безперервного спектру. Всі рівні в межах смуги являють собою однакове стан сигналу.

Цифрова технологія працює, на відміну від аналогової, з дискретними, а не безперервними сигналами. Крім того, сигнали мають невеликий набір значень, як правило, два, але в реальному житті системи, особливо облікові системи зберігання даних, на основі трьох значень. Зазвичай це 0, 1, NULL які в Булевського алгебрі мають значення "Брехня", "Істина" і в присутності NULL "відсутність результату" відповідно.

Цифрові схеми складаються в основному з логічних елементів, таких як AND, OR, NOT та ін, а також можуть бути пов'язані між собою лічильниками і тригерами.

Цифрові технології головним чином використовуються в обчислювальній цифровій електроніці, насамперед комп'ютерах, в різних областях електротехніки, таких як ігрові автомати, робототехніка, автоматизація, вимірювальні прилади, радіо-та телекомунікаційні пристрої та багатьох інших цифрових пристроях.

Приклади цифрової електроніки
LG 전자, 세계 최초 풀 (Full) LED 3D TV 출시. Jpg Kodak EasyShare C360.jpg SonyNW-A1000V.JPG
3-D телевізор Цифрова фотокамера Цифровий плеєр



1. Переваги

Одна з переваг цифрових схем у порівнянні з аналоговими [1] полягає в тому, що у перших сигнали можуть бути передані без спотворень. Наприклад, безперервний звуковий сигнал, що передається у вигляді послідовності 1 і 0, може бути відновлений без помилок за умови, що шуму при передачі було не достатньо, щоб запобігти ідентифікацію 1 і 0. Година музики може бути збережений на компакт-диску з використанням близько 6 млрд двійкових розрядів.

Цифровими системами з комп'ютерним управлінням можна управляти за допомогою програмного забезпечення, додаючи нові функції без заміни апаратних засобів. Часто це може бути зроблено без участі заводу-виробника шляхом простого оновлення програмного продукту. Подібна функція дозволяє швидко адаптуватися до мінливих вимог. Крім того, можливе застосування складних алгоритмів, які в аналогових системах неможливі або ж здійсненні, але тільки з дуже високими витратами.

Зберігання інформації в цифрових системах простіше, ніж в аналогових. Завадостійкість цифрових систем дозволяє зберігати та видавати дані без пошкодження. В аналоговій системі старіння і знос може погіршити записану інформацію. У цифровій ж, до тих пір, поки загальні перешкоди не перевищують певного рівня, інформація може бути відновлена ​​абсолютно точно.


2. Недоліки

У деяких випадках цифрові схеми використовують більше енергії, ніж аналогові для виконання однієї і тієї ж задачі, виділяючи більше тепла, що підвищує складність схем, наприклад, шляхом додавання кулера. Це може обмежити їх використання в портативних пристроях, що живляться від батарейок.

Наприклад, стільникові телефони часто використовують малопотужний аналоговий інтерфейс для посилення і налаштування радіо-сигналів від базової станції. Тим не менш, базова станція може використовувати енергоємну, але дуже гнучку програмно-визначувану радіосистему. Такі базові станції можна легко перепрограмувати для обробки сигналів, використовуваних в нових стандартах стільникового зв'язку.

Цифрові схеми іноді дорожче аналогових.

Можлива також втрата інформації при перетворенні аналогового сигналу в цифровий. Математично це явище може бути описано як помилка округлення.

У деяких системах при втраті або псуванні одного фрагмента цифрових даних може повністю змінитися сенс великих блоків даних.


3. Походження назви

Англійське слово digital, що означає "цифровий", у свою чергу, походить від латинського Digitus, тобто "палець".

Оскільки людством протягом тривалого часу в процесі підрахунку малих значень використовувалися пальці, саме десятеричная система числення стала оcновной, в тому числі і в індо-арабської нумерації. Зазвичай пальцями можна розраховувати значення тільки цілих чисел. Через це слово "цифровий" також використовується для позначення будь-якого об'єкта, який працює з дискретними значеннями.


Примітки

  1. Paul Horowitz and Winfield Hill, The Art of Electronics 2nd Ed. Cambridge University Press, Cambridge, 1989 ISBN 0-521-37095-7 page 471